Способ регенерации электронноионообменников

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное к авт. свид-ву22) Заявлено 17.06.74 (21) 2033781/26 1) М, Кл.е В 010 15/06В 01 К 1/00 присоединением зая и Государственный комитет Совета Министров СССР оа делам изобретенив и открытий(23) ПриоритетОпубликовано 15.02.77. БюлДата опубликования аписа 61,183 Ю 88.81 етеньБ, М. Вревский и Л. В. Сартакова енинградский институт текстильной и легкой промышленнос им. С, М. Кирова54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ЭЛЕКТРО НОИОНООБМЕН В 2 ведены к дефицит- применеоз 0 Иа(ОН)+ Ма,Оц - хема предлагаемо- ектроноионообменэлектроды, 2 в какамера, 4 - электриведена ерации э афитовые 3 - анодна 1 з о,-ы е + 2 ИаН Изобретение относится к области химиче. ской технологии, преимущественно ионообменной, и может быть использовано при регенерации электроноионообменников, применяемых в процессах водоподготовки и обескислороживания воды для энергетических установок, котлов высоких давлений и реакторов.Известные способы регенерации электроноионообменников предусматривают их обработку химическими реагентами, содержащими восстановительные ионы 1, 2, 3.Однако существующие способы сбольшим расходам дорогостоящих иных реагентов, что ограничивает ихние в промышленном масштабе.Из известных способов наиболее близок предложенному способ регенерации электроноионообменников, содержащих металл-восстановитель, путем восстановления окисленной формы электроноионообменника гидросульфитом натрия по следующей схеме: Однако для регенерации электроноионообменников по вышеуказанному способу необходимо наряду с избытком дорогостоящего реагента большое число отмывок его обессо ленной или обескисленной водой, в процессекоторых теряется часть металл-восстановителя; кроме того, появляется дополнительная стадия, связанная с очисткой и утилизацией воды, используемой при регенерации электро ноионообменника.Целью изобретения является упрощение иудешевление процесса за счет устранения вышеуказанных недостатков. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе ре генерации электроноионообменников, включающем восстановление окисленной формы электроноионообменника, стадию восстановления ведут электролизом, т. е, под воздействием электрического тока и водорода, обра зующегося на катоде. Другое отличие состоитв том, что восстановление ведут в двухкамерном электролизере, анодные и катодные камеры которого разделены электрохимически активной мембраной, что обеспечивает защи ту процесса регенерации от продуктов анодного окисления.На чертеже п сго способа реген лников, где 1 - гр30 тодная камера, я3рохимическая активная мембрана МК, 5 - прикатодное пространство, 6 - электрохимическая неактивная диафрагма из мипласта,По предложенному способу в прикатодное пространство электролизера загружают электроноионообменник, после чего пропускают постоянный электрический ток. Для защиты процесса регенерации от продуктов анодного окисления катодная камера отделена от анодной электрохимически активной мембраной, которая пропускает ионы водорода и натрия из анодной камеры в катодную, обеспечивая тем самым необходимую нейтрализацию избытка гидроксильных ионов в катодной камере, Кроме того, диафрагма является опорной перегородкой для ионита, а также для замедления диффузии продуктов электрохимических реакций, Для поддержания рН среды на определенном уровне в прикатодное пространство через катодную камеру в течение всего процесса пропускают раствор Н,504 в концентрации 0,05 г экв/л. Тем самым образуется буферная область раствора, где путем изменения скорости потока раствора возможно регулирование рН среды в слое ионита, помещенного в прикатодное пространство.П р и м е р, Процесс осуществляют в электролизере, катодная камера которого состоит из катода, выполненного из графита или стали, и электрохимически неактивной диафрагмы, а анодная камера - из анода, выполненного из графита или платинированного титана. Площадь электродов 146 см.В прикатодное пространство электролизера загружают 200 см набухшего электроноионообменника, содержащего металл-восстанови- тель, например медь, в количестве 3,3 мгэкв/см. Процесс ведут при плотности постоянного тока 10 мА/см. При этом на катоде и в прикатодном пространстве происходит процесс электрохимической регенерации электроноионообменника по схеме: 2 Н,О+ 2 е -+ 2 Н 20 Н -+ Н, + ОН50,6 16 121 69,0 96,5 71,4 82 16 75,5 109 10 Отрегенерированный электроноионообменник выгружают и промывают водой, 15 При максимально быстром проведении процесса и с наибольшим выходом по току продукта, площадь катода должна быть максимальной, а объем камеры - минимальным. Это условие обусловлено тем, что выход по току 20 продукта в пределах 80 в 10 достигаетсяпри плотностях тока на катоде 10 - 40 мА/см.Одна из возможностей достижения этого требования реализуется с помощью электродиализеров с двумя катодными и одной анодной 25 камер. Для регулирования данного процессав конструкции электролизера предусмотрена возможность смены и протока растворов через все камеры. 30 Оптимальный расход кислоты на получение1 г экв металла-восстановителя составляет 0,5 г экв. или 25 г. На 1 л электроноионообменника, содержащего 4 г экв. металла-восстановителя, потребуется до 100 г серной кис лоты. Для проведения повторной регенерацииокисленного продукта последний отмывают, медную форму ионита восстанавливают, после чего проводят процесс электрохимического восстановления электроноионообменника, 4 О По предложенному способу могут быть регенерированы металлосодержащие электроноионообменники, полученные из следующих ионитов: сульфоугля, КУ-8, КУ, КБ-ЧП, КУ(микропористый), ионообменных воло кон на основе ПВС, ПАН и целлюлозы, а также из анионитов типа ЭДЭп, АВ.4 О - г 1 а30 - Ма Ме(ОН),+ 2 е - Е Ме+2 ОНО БафО - Иа Ме(ОН);Н,-ЗМе 12 Н,ОЙ.-1 п После пропускания тока в количествах, соответствующих 42, 71,4 и 109% количества электричества, необходимого для восстановления меди, находящейся на электроноионообменнике (по закону Фарадея) отбирают пробы и испытывают на количество восстановленного металла. Зависимость степени регенерации электроноионообменника от количества прошедшего электричества приведена в таблице. Наилучшие результаты по восстановительной способности и прочности сорбции метал ла-восстановителя с матрицей ионита былиполучены на КУ,Использование предлагаемого способа посравнению с известным химическим способом регенерации позволяет наряду с упрощением 55 процесса, снизить затраты на его осуществление в 13,4 раза. Формула изобретения60 1. Способ регенерации электроноионообменников, содержащих металл-восстановитель, путем восстановления окисленной формы электроноионообменника, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения и удешевления 65 процесса, восстановление ведут электролизом,546361 нг Ыв Составитель Е. Жуехред Л. Котова ктор Л, Денискии едактор Т. Девятко аказ 1948 Изд. Мо 232 Тираж 899 ПИ Государственного комитета Совета Минис по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4Подпнснов СССР типография, пр. Сапунова, 2 2. Способ по п, 1, отл и ч а ющий ся тем, что, с целью исключения влияния жа процесс регенерации продуктов ажоджого окисления, восстановление ведут в двухкамерном электролизере, ажоджые и катоджые камеры которого разделены электрохимически активной мембраной.Источники информации, принятые во вжимание пои экспертизе 6 1. Авторское свидетельство СССР 119484,кл. С 02 Ь 1/46, 18.09,65. 2, Авторское свидетельство СССР168872,кл. С 08 д 53/00, 04.11.67. 5 3. Авторское свидетельство СССР 340671,кл. С 08 д 53/20, 17.08.73. 4, А. В. Кожевников Электрожоиожообмежники, Химия, 1972, с. 112 - 114,